mindannyian Homo vagyunk itt
evolúció

releváns emberszabásúak

• Charles Darwin
• Alfred Russel Wallace
• Gregor Mendel
• Richard Dawkins
• Jerry Coyne

fokozatos tudomány

• Conrad Hal Waddington
• endoszimbiózis
• utolsó univerzális közös ős
• mutáció

plain Monkey Business

• fiatal föld kreacionizmus
• régi föld kreacionizmus
• intelligens tervezés
• mikroevolúció vs. Makroevolúció

a biológiai evolúció az idő múlásával számos különböző mintát követhet. Az olyan tényezők, mint a környezet és a ragadozási nyomás, eltérő hatással lehetnek arra, hogy az ezeknek kitett fajok hogyan fejlődnek. Az evolúciós biológusok ezeket a különböző mintákat divergensnek, konvergensnek és párhuzamos evolúciónak nevezték.

divergens evolúció

amikor az emberek meghallják az “evolúció” szót, leggyakrabban a divergens evolúcióra gondolnak, arra az evolúciós mintára, amelyben (például) két faj fokozatosan egyre inkább különbözik egymástól. A divergens evolúció akkor következik be, amikor egy adott populációból származó csoport új fajgá fejlődik. A különböző környezeti feltételekhez való alkalmazkodás érdekében a két csoport különálló fajokká fejlődik a környezeti körülmények által vezérelt igények különbségei miatt. Nagy léptékben a divergens evolúció keletkezhethozzon létre a Föld életének jelenlegi sokféleségét az első élő sejtekből. Kisebb léptékben megmagyarázhatja az emberek és a majmok evolúcióját egy közös főemlős őstől. Molekuláris szinten az enzimek és a membránfehérje-topológia új katalitikus funkcióinak fejlődésével magyarázható.

divergens evolúció és speciáció

ha különböző szelektív nyomások hatnak egy adott szervezetre, sokféle adaptív tulajdonság következhet be. Ha csak egy struktúrát veszünk figyelembe a szervezetben, ezek a változások hozzáadhatják a szerkezet eredeti funkcióját, vagy teljesen megváltoztathatják. A divergens evolúció speciációhoz vagy új faj kialakulásához vezet. Divergencia előfordulhat a rokon szervezetek bármely csoportjában. A különbségek a különböző szelektív nyomásokból származnak. A növények vagy állatok bármely nemzetsége eltérő evolúciót mutathat. Példa lehet A virágtípusok sokfélesége az orchideákban. Minél nagyobb a különbségek száma, annál nagyobb az eltérés. A tudósok úgy gondolják, hogy minél több, hogy két hasonló faj eltér egymástól, az hosszabb időt jelez, amely alatt az eltérés megtörtént.

példák a divergens evolúcióra

a természet számos példát kínál a divergens evolúcióra.

• Ha egy szigeten egy szabadon keresztező populációt akadály választ el egymástól, például egy új folyó, akkor idővel az organizmusok eltérhetnek egymástól. Ha a sziget ellentétes végei eltérő nyomást gyakorolnak a lakosságra, ez eltérő evolúciót eredményezhet.
• Ha az azonos fajba tartozó más madarak populációjának egy bizonyos csoportja eltér a szokásos vándorlási pályától a rendellenes szélingadozások miatt, akkor új környezetbe kerülhetnek. Ha az új környezetben az élelmiszerforrás olyan, hogy csak a variáns csőrrel rendelkező populáció madarai képesek táplálkozni, akkor ez a tulajdonság szelektív túlélési előnye miatt fejlődik ki. Ugyanaz a faj az eredeti földrajzi helyen, és az eredeti táplálékforrással rendelkezik, nem igényli ezt a csőr tulajdonságot, ezért másképp fejlődik.
• divergens evolúció történt a vörös róka és a kit róka esetében is. Míg a kit róka a sivatagban él, ahol kabátja segít álcázni ragadozói elől, a vörös róka erdőkben él, ahol vörös kabátja beleolvad a környezetébe. A sivatagban az éghajlat megnehezíti az állatok számára a testhő kiküszöbölését. A kit fox fülei úgy fejlődtek ki, hogy nagyobb felülettel rendelkezzenek, így hatékonyabban távolíthatja el a felesleges testhőt. A különböző rókák evolúciós sorsát elsősorban a különböző környezeti feltételek és alkalmazkodási követelmények határozzák meg, nem pedig a genetikai különbségek. Ha egy faj minden tagja ugyanabban a környezetben él, akkor valószínű, hogy hasonlóan fejlődnek. A divergens evolúciót DNS-elemzés igazolja, ahol az eltérő fajok genetikailag hasonlónak bizonyulhatnak.
• az emberi láb fejlődött, hogy nagyon különbözik a majom lábát, annak ellenére, hogy a közös főemlősök ősei. Feltételezik, hogy egy új faj (ember) fejlődött ki, mert már nem volt szükség a fákról való lengésre. A földön való függőleges járás ösztönözte a láb megváltozását, ami jobb sebességet és egyensúlyt eredményezett. Ezek az eltérő tulajdonságok hamarosan olyan jellemzőkké váltak, amelyek a földi mozgás megkönnyítésének eredményeként alakultak ki. Bár az emberek és a majmok genetikailag hasonlóak, különböző természetes élőhelyeik különböző fizikai tulajdonságokat elősegítettek a túlélés érdekében.

konvergens evolúció

a konvergens evolúció nehézségeket okoz olyan kutatási területeken, mint az összehasonlító anatómia. A konvergens evolúció akkor következik be, amikor a különböző származású fajok hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek a közös környezet vagy más szelekciós nyomás miatt. Azok a környezeti körülmények, amelyek hasonló fejlődési vagy szerkezeti változtatásokat igényelnek az alkalmazkodás céljából, konvergens evolúcióhoz vezethetnek, annak ellenére, hogy a fajok származásukban különböznek egymástól. Ezek az alkalmazkodási hasonlóságok, amelyek ugyanazon szelektív nyomás eredményeként merülnek fel, félrevezethetik a faj természetes evolúcióját tanulmányozó tudósokat. A konvergens evolúció problémákat okoz a paleontológusok számára is, akik evolúciós mintákat használnak a taxonómiában, vagy a különböző organizmusok kategorizálását és osztályozását a rokonság alapján. Ez gyakran helytelen kapcsolatokhoz és hamis evolúciós előrejelzésekhez vezet.

példák a konvergens evolúcióra

(1) Pterosaur
(2) Bat
(3) Bird

az egyik legjobb példa a konvergens evolúcióra magában foglalja, hogy a madarak, a denevérek és a a pterozauruszok (minden különböző taxon, amely különböző időben különböző vonalak mentén fejlődött ki) képesek voltak repülni. Fontos, hogy minden faj önállóan fejlesztette ki a szárnyakat. Ezek a fajok nem azért fejlődtek ki, hogy felkészüljenek a jövőbeli körülményekre, hanem a repülés fejlődését a hasonló környezeti feltételek által kiváltott szelektív nyomás indukálta, annak ellenére, hogy különböző időpontokban voltak. Bármely faj fejlődési potenciálja nem korlátlan, elsősorban a genetikai képességek eredendő korlátai miatt. Csak az alkalmazkodás szempontjából hasznos változások maradnak meg. Mégis, a környezeti feltételek változásai kevésbé hasznos funkcionális struktúrák felé vezethetnek, mint például a szárnyak előtt létező függelékek. A környezeti feltételek egy másik változása a függelék megváltoztatását eredményezheti, hogy hasznosabbá váljon, tekintettel az új feltételekre.

például az összes repülő állat szárnya nagyon hasonló, mert ugyanazok az aerodinamikai törvények érvényesek. Ezek a törvények meghatározzák azokat a konkrét kritériumokat, amelyek szabályozzák a szárny alakját, a szárny méretét vagy a repüléshez szükséges mozgásokat. Mindezek a jellemzők függetlenek az érintett állattól vagy a fizikai helytől. Annak megértése, hogy az egyes fajok miért fejlesztették ki a repülési képességet, a lehetséges funkcionális adaptációk megértésén alapul, azon viselkedés és környezeti feltételek alapján, amelyeknek a faj ki volt téve. Bár csak elméleteket lehet készíteni a kihalt fajokról és a repülésről, mivel ezeket a viselkedéseket fosszilis nyilvántartások segítségével lehet megjósolni, ezeket az elméleteket gyakran a maradványaikból gyűjtött információk felhasználásával lehet tesztelni. Talán a madarak vagy denevérek szárnyait egykor más célokra használták, például siklásra, szexuális megjelenítésre, ugrásra, védelemre vagy fegyverekre a zsákmány elfogására.

a konvergens evolúció másik példája a lábasfejűek (tintahal és polip) szeme, amelyek figyelemre méltóan hasonlítanak az emberekéhez vagy más emlősökéhez. Az emlősöknek és a lábasfejűeknek azonban teljesen különállóan fejlődött a szemük, mivel a gerincesek és a gerinctelenek evolúciója körülbelül 500 millió évvel ezelőtt, amikor minden teremtmény vak volt.

a különböző növényfajok, amelyek ugyanazt a beporzók, sok struktúrák és módszerek vonzza a beporzó fajok a növény hasonló. Ezek a sajátos jellemzők lehetővé tették mindkét faj szaporodási sikerét a beporzást szabályozó környezeti szempontok miatt, nem pedig a leszármazás genetikai rokonságából eredő hasonlóságok miatt.

a konvergens evolúció egy másik példája a mantelák és a méregdart békák esete. A mérgező dart békák Dél-Amerikában, a mantellák Madagaszkáron élnek. Teljesen függetlenek, de bőrükben azonos toxinok vannak, amelyeket a hangyáktól kapnak, amelyek szintén példák a konvergens evolúcióra.

a konvergens evolúciót támasztja alá az a tény, hogy ezek a fajok különböző ősökből származnak, amit DNS-elemzéssel bizonyítottak. A genetikai különbségek ellenére azonban nehezebb megérteni azokat a mechanizmusokat, amelyek ezeket a hasonlóságokat előidézik egy faj jellemzőiben.

yi qi enjoying a snack

Yi qi egy dinoszaurusz élt mintegy 160 millió évvel ezelőtt, talált Hebei, Kína. Egykor a ginkgo és a tűlevelű fák nedves Jura erdőit járta, egyik fáról a másikra siklott. Ennek a dinoszaurusznak az egyedülálló tulajdonsága, hogy vékony membrán segítségével repült, hasonlóan a denevérekhez. Yi qi az egyetlen ismert dinoszaurusz, amely rendelkezik ezzel, és nagyszerű példája a konvergens evolúciónak.

párhuzamos evolúció

párhuzamos evolúció akkor következik be, amikor a nem rokon szervezetek környezeti körülményeik jellege miatt ugyanazokat a tulajdonságokat vagy adaptív mechanizmusokat fejlesztenek ki. Vagy másként fogalmazva, a párhuzamos evolúció akkor következik be, amikor a hasonló környezetek hasonló adaptációkat produkálnak. Két vagy több vonal morfológiája (vagy szerkezeti formája) hasonló módon fejlődik együtt párhuzamos evolúció, ahelyett, hogy egy adott időpontban eltérne vagy konvergálna.

példák a párhuzamos evolúcióra

az egyik példa a komplex tollazati minták, amelyek úgy tűnik, hogy egymástól függetlenül fejlődtek ki sok nagyon különböző madárfaj között.

a párhuzamos evolúció molekuláris példája a represszorok és a periplazmás cukorkötő fehérjék ligandumspecifitása.

a párhuzamos evolúciót a sólyomfélék vagy a Sphingidae Fajok tympanalis és atympanalis szájszárazságai esetében példázzuk. Ezek a rovarok kifejlesztettek egy dobhártyát vagy dobhártyát, hasonlóan az emberekhez, mint a hanggal való kommunikáció eszközét. A hangok a dobhártyát borító membrán rezgéseit indukálják, amelyet dobhártyának neveznek. Ezeket a rezgéseket a dobhártya felszínén található kis fehérjék érzékelik, amelyeket halló receptoroknak neveznek. A Sphingidae fajon belül, két különböző alcsoport úgy szerzett halláskészséget, hogy a szájrészekben egy kifejezetten független evolúciós út révén változásokat alakított ki.

a hallórendszer biomechanikájának vizsgálata azt mutatja, hogy ezen alcsoportok közül csak az egyik rendelkezik timpanonnal. A másik alcsoport kifejlesztett egy másik mouthear struktúrát, amelynek nincs typanuma, de funkcionális jellemzőkkel rendelkező mouthear lényegében megegyezik a tympanummal rendelkező alcsoporttal. Az evolúciós jelentősége annak, hogy a hallási képességek párhuzamosan fejlődtek egy faj két különböző alcsoportjában, azt mutatja, hogy különálló mechanizmusok létezhetnek, amelyek hasonló funkcionális képességekhez vezethetnek, eltérő eszközökkel ugyanazon funkcionális tulajdonság megszerzéséhez. Mindkét alcsoport esetében a hallás fontos jellemzője lehetett a faj túlélésének, figyelembe véve a környezeti feltételeket.

párhuzamos evolúció és speciáció

a párhuzamos speciáció a párhuzamos evolúció olyan típusa, amelyben a szorosan rokon populációk reproduktív inkompatibilitását olyan tulajdonságok határozzák meg, amelyek egymástól függetlenül fejlődnek a különböző környezetekhez való alkalmazkodás miatt. Ezek a különböző populációk reproduktívan nem kompatibilisek, és csak azok a populációk, amelyek hasonló környezeti körülmények között élnek, kevésbé valószínű, hogy reproduktívan elszigetelődnek. Ily módon a párhuzamos specifikáció azt sugallja, hogy jó bizonyítékok vannak a speciációhoz vezető természetes szelektív nyomásokra, különösen mivel a rokon populációk közötti reproduktív inkompatibilitás a földrajzi vagy genetikai távolságok helyett az eltérő környezeti feltételekkel korrelál.

Lásd még:

• az evolúció elmélete
• makroevolúció
• mikroevolúció
• taxonómia

bibliográfia

Könyvek

• Merrell, David J. az adaptív tengeri tájkép: az evolúció mechanizmusa. Minneapolis: University of Minnesota Press, 1994.Gould, Stephen Jay. Az evolúciós elmélet szerkezete. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2002.Ridley, Mark. Evolúció. Cambridge, MA: Blackwell tudományos publikációk, 1993.
• jó JM, Hayden CA, Wheeler TJ. Adaptív fehérje evolúció és szabályozási divergencia a Drosophilában. Mol Biol Evol. 2006 márc 14
• Yoshikuni Y, Ferrin TE, Keasling JD. Az enzimfunkció tervezett divergens fejlődése. Természet. 2006 febr 22
• Rosenblum EB. Konvergens evolúció és divergens szelekció: gyíkok a white sands ecotone – nál. NAT Vagyok. 2006 január;167(1): 1-15. Rasmussen, L. E. L., Lee, T. D., Roelofs, W. L., Zhang, A., Doyle Davies Jr, G. (1996). Rovar feromon elefántokban. Természet. 379: 684
• Zhang, J. és Kumar, S. 1997. Konvergens és párhuzamos evolúció kimutatása aminosavszekvencia szinten. Mol. Biol. Evol. 14, 527-36.
• Dawkins, R. 1986. A Vak Órásmester. Norton & vállalat.
• Mayr. 1997. Mi a biológia. Harvard University Press
• Schluter, D., E. A. Clifford, M. Nemethy és J. S. McKinnon. 2004. Parallel evolution and inheritance of quantitative traits. American Naturalist 163: 809–822.

Periodicals

• Berger, Joel, and Kaster, “Convergent Evolution.” Evolution (1979): 33:511.